[发明专利]基于环保、节能、安全的水泥生产周期在线监测控制方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥生产领域，具体涉及基于环保、节能、安全的水泥生产周期在线监测控制方法。

背景技术

本发明公开了基于环保、节能、安全的水泥生产周期在线监测控制方法，属于水泥生产领域。氮氧化物(NOx)种类很多，包括一氧化二氮(N₂O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、三氧化二氮(N₂O₃)、四氧化二氮(N₂O₄)和五氧化二氮(N₂O₅)等多种化合物，但主要是NO和NO₂，是常见的大气污染物。NOx对环境的损害作用极大，既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质、消耗O₃的一个重要因子，以及刺激人体肺部，引起较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病的因素。

NOx造成大气污染的主要是NO和NO₂，因此环境学中的NOx一般就指这二者的总称。水泥生产过程中产生的NOx，其中NO占90%~95%。根据2007年进行第一次全国污染源普查的资料，新型干法水泥窑NOx平均排放系数为1100m_g/Nm³。2010年我国水泥产量已经超过18亿吨，水泥熟料产量12亿吨左右，根据调研数据，NOx平均排放系数是1100mg/Nm³。其中，2010年水泥行业排放NOx约220万吨，占2010年全国NOx排放量的十分之一，2011年排放增加到384.3万吨NOx。目前我国水泥产量位居世界第一，而水泥行业排放NOx每年约300万吨，是我国电力、汽车尾气之后的第三大NOx排放源。在国家“十二五环保规划”中，氮氧化物将成为继二氧化硫之后的实行总量控制的污染物。因此对水泥窑炉的NOx进行减量处理，具有重要的意义。

对于水泥工业而言，我国现行的《水泥工业大气污染物排放标准》规定NOx排放限值仍为800mg/Nm³。但是，较多省市已经规定了更加严格的NOx排放限值，有的低至200mg/Nm³。随着时代的发展，水泥行业的NOx排放标准会日益严格，并将随着国家对NOx排放控制力度的不断加大和脱硝技术的发展而愈加严格。

已经有文献及专利涉及水泥生产过程中的低NOx控制技术。但是，这些文献和专利仅着眼于在水泥生产过程中如何通过控制燃烧的方法和技术来减排NOx，没有从水泥生产周期的角度来对水泥生产过程产生的NOx控制技术进行整体研究，没有考虑到由于实施NOx控制技术而给水泥生产带来的其他额外影响，例如其他气体污染物NH₃、CO、SO₂等的排放和煤耗的增高。

例如，有专利和文献涉及利用分段燃烧技术和改装LNB（低氮氧化物燃烧器）来控制NOx的排放。在水泥生产系统的分解炉中，使燃料与空气分段混合燃烧，在一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，在燃尽区的燃烧偏离理论当量比，降低了NOx的生成。虽然这样能够起到降低NOx排放的效果，但是由于改装或是改建了分解炉，对还原区和燃尽区进行了人为的分离，对水泥熟料的生产质量带来一定的影响，也对生料、燃料的消耗量带来波动。如果单纯仅实施分段燃烧和LNB技术，而不从水泥生产周期的角度随时对NOx和由于实施NOx减排带来的其他影响进行在线监测控制，那么就无法掌控水泥熟料生产质量的稳定性，也无法合理调节生料和煤的投料速率，从而会导致过多消耗原料，热效率降低等问题，最终导致企业生产成本增加，生产质量下降。

发明内容